水通道蛋白结构与功能的关系(教学课件)
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对AQP1晶体学数据分 析表明，水孔蛋白由4个 亚基组成四聚体，每个亚 基都由6个跨膜α螺旋组 成。每个水孔蛋白亚基单 独形成一个供水分子运动 的中央孔，孔的直径稍大 于水分子直径，约0.28nm， 水孔长约2nm。
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四、对水分子的筛选机理
1）通道管的空间尺寸限制了比水分子大的小分子通过 直径约 0.28nm
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2）高度特异的亲水通道
尽管现在还没有完全揭示为何AQP1在对水分子快速 通过的同时能有效阻止质子的通过，表现出对水分子的特 异通透性，但已有的数据表明，这种特异性与两个半跨膜 区的Asn-Pro-Ala模式有关。AQP1中央孔的孔径无法通过 比水分子大的物质，而两个Asn-Pro-Ala中的Asn残基所带 的正电荷也排除了质子的通过，因此，AQP1是一个高度特 异的亲水通道，只允许水而不允许离子或其他小分子溶质 通过。
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11、人总是珍惜为得到。20.10.1815:27:2015:27Oct- 2018-Oct-20
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12、人乱于心，不宽余请。15:27:2015:27:2015:27Sunday, October 18, 2020
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13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。20.10.1820.10.1815:27:2015:27:20October 18, 2020
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注入了AQP1水通道蛋白mRNA的蛙卵细胞在高
渗透压介质环境中迅速膨胀（上一行图）；与之相对
应，没有注入AQP1蛋白mRNA的蛙卵细胞则没有变
化（下一行图）
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三、水通道蛋白的结构
蛋白质的功能是 通过其结构来实现的， 要解决功能机理问题， 必须首先解决它的结 构问题。
水通道蛋白的投 影密集图显示在双磷脂膜中，4个AQP1分子 构成一个四聚体，每个水通道蛋白分子单体的 中心存在一个只允许水分子通过的通道管。
值得一提的是，有些水孔蛋白对溶质的通透不仅局限 于水分子，如AQP8对尿素也有通透性，AQP7对甘油具有 通透性。
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9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.10.1820.10.18Sunday, October 18, 2020
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10、低头要有勇气，抬头要有低气。15:27:2015:27:2015:2710/18/2020 3:27:20 PM
水通道蛋白的结构与功能
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一、水通道蛋白的重要性 二、水通道蛋白的发现 三、水通道蛋白的结构 四、对水分子的筛选机理
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一、水通道蛋白的重要性
水分子以简单渗透扩散方式通过细胞膜，但扩散 速度非常缓慢，科学研究证明，水分子跨越细胞膜的 快速输运是通过细胞膜上的一种水通道蛋白（ aquaporin, AQP）实现的。
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14、抱最大的希望，作最大的努力。2020年10月18日星期 日下午3时27分 20秒15:27:2020.10.18
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15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2020年10月下午3时27分 20.10.1815:27October 18, 2020
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2020年10月18日星期 日3时27分20秒 15:27:2018 October 2020
在哺乳动物中，水通道蛋白大量存在于肾脏、血 细胞和眼睛等器官中，如肾小管的近曲小管对水的重吸收、 从脑中排除额外的水、唾液和眼泪的形成，对体液渗透、 泌尿等生理过程非常重要。
在植物中，水通道蛋白直接参与根部水分吸收及 整个植物的水平衡。
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二、水通道蛋白的发现
19世纪中叶，人们设想生物器官的表面存 在传输水和小分子溶质的通道“（channel）”。
20世纪50年代后期到80年代中期，一些对 血红细胞进行研究的学者提出在血红细胞膜上 可能存在有可以传输水分子的蛋白。
1988年Agre研究组从血红细胞和肾小管中 分离纯化了CHIP28（channel-like integral membrane protein，23kDa），又被命名为 AQP1
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。下 午3时27分20秒 下午3时27分15:27:2020.10.18
谢谢大家
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对AQP1晶体学数据分 析表明，水孔蛋白由4个 亚基组成四聚体，每个亚 基都由6个跨膜α螺旋组 成。每个水孔蛋白亚基单 独形成一个供水分子运动 的中央孔，孔的直径稍大 于水分子直径，约0.28nm， 水孔长约2nm。
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四、对水分子的筛选机理
1）通道管的空间尺寸限制了比水分子大的小分子通过 直径约 0.28nm
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2）高度特异的亲水通道
尽管现在还没有完全揭示为何AQP1在对水分子快速 通过的同时能有效阻止质子的通过，表现出对水分子的特 异通透性，但已有的数据表明，这种特异性与两个半跨膜 区的Asn-Pro-Ala模式有关。AQP1中央孔的孔径无法通过 比水分子大的物质，而两个Asn-Pro-Ala中的Asn残基所带 的正电荷也排除了质子的通过，因此，AQP1是一个高度特 异的亲水通道，只允许水而不允许离子或其他小分子溶质 通过。
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11、人总是珍惜为得到。20.10.1815:27:2015:27Oct- 2018-Oct-20
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12、人乱于心，不宽余请。15:27:2015:27:2015:27Sunday, October 18, 2020
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13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。20.10.1820.10.1815:27:2015:27:20October 18, 2020
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注入了AQP1水通道蛋白mRNA的蛙卵细胞在高
渗透压介质环境中迅速膨胀（上一行图）；与之相对
应，没有注入AQP1蛋白mRNA的蛙卵细胞则没有变
化（下一行图）
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三、水通道蛋白的结构
蛋白质的功能是 通过其结构来实现的， 要解决功能机理问题， 必须首先解决它的结 构问题。
水通道蛋白的投 影密集图显示在双磷脂膜中，4个AQP1分子 构成一个四聚体，每个水通道蛋白分子单体的 中心存在一个只允许水分子通过的通道管。
值得一提的是，有些水孔蛋白对溶质的通透不仅局限 于水分子，如AQP8对尿素也有通透性，AQP7对甘油具有 通透性。
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9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.10.1820.10.18Sunday, October 18, 2020
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10、低头要有勇气，抬头要有低气。15:27:2015:27:2015:2710/18/2020 3:27:20 PM
水通道蛋白的结构与功能
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一、水通道蛋白的重要性 二、水通道蛋白的发现 三、水通道蛋白的结构 四、对水分子的筛选机理
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一、水通道蛋白的重要性
水分子以简单渗透扩散方式通过细胞膜，但扩散 速度非常缓慢，科学研究证明，水分子跨越细胞膜的 快速输运是通过细胞膜上的一种水通道蛋白（ aquaporin, AQP）实现的。
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14、抱最大的希望，作最大的努力。2020年10月18日星期 日下午3时27分 20秒15:27:2020.10.18
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15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2020年10月下午3时27分 20.10.1815:27October 18, 2020
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2020年10月18日星期 日3时27分20秒 15:27:2018 October 2020
在哺乳动物中，水通道蛋白大量存在于肾脏、血 细胞和眼睛等器官中，如肾小管的近曲小管对水的重吸收、 从脑中排除额外的水、唾液和眼泪的形成，对体液渗透、 泌尿等生理过程非常重要。
在植物中，水通道蛋白直接参与根部水分吸收及 整个植物的水平衡。
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二、水通道蛋白的发现
19世纪中叶，人们设想生物器官的表面存 在传输水和小分子溶质的通道“（channel）”。
20世纪50年代后期到80年代中期，一些对 血红细胞进行研究的学者提出在血红细胞膜上 可能存在有可以传输水分子的蛋白。
1988年Agre研究组从血红细胞和肾小管中 分离纯化了CHIP28（channel-like integral membrane protein，23kDa），又被命名为 AQP1
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。下 午3时27分20秒 下午3时27分15:27:2020.10.18
谢谢大家
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